Metall: Kupfer-Beryllium-Legierungen

Beryllium-Kupfer-Legierungen sind bekannt für ihre einzigartige Kombination von Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit.

Ein wichtiges Merkmal dieser Legierung ist, dass Beryllium-Kupfer nach Belieben durch zwei einfache Wärmebehandlungsverfahren erweicht oder gehärtet werden kann.

In einer vollständig wärmebehandelten Präparation sind Beryllium-Kupfer-Legierungen die härteste und stärkste aller kupferreichen Legierungen (bis 1400 MPa), so ähnlich wie viele hochwertige Legierungsstähle.

Natürlich ist der Vorteil gegenüber Stahl eine höhere Korrosionsbeständigkeit, eine höhere thermische und elektrische Leitfähigkeit und seine Funkenfreiheit. Es ist auch nicht magnetisch und kann aus Streifen oder Drähten im weichen Zustand gebildet und später durch Wärmebehandlung gehärtet werden.

Im Allgemeinen werden Legierungen, die 1,7 bis 1,9% Beryllium enthalten und für zwei Stunden in einem Temperaturbereich von 315 999 ° C bis 350 999 ° C ausscheidungsgehärtet werden, bieten Eigenschaften ideal für die meisten kommerziellen Zwecke. Für weichere Sorten können höhere Temperaturen verwendet werden.

Eine hohe Elastizitätsgrenze, zusammen mit einem niedrigen Elastizitätsmodul und Ermüdungsfestigkeit, wird in spezifischen technischen Anwendungen geschätzt. Die Legierung ist ebenfalls duktil, schweißbar und bearbeitbar. Beryllium-Kupfer wird am häufigsten für die Herstellung von kleinen Federn, druckempfindlichen Membranen, flexiblen Faltenbälgen, Rohrfedern und Messinstrumenten für elektrische und barometrische Anwendungen verwendet.

Gussstücke und Schmiedestücke der Legierung werden in Bereichen eingesetzt, die eine hohe Festigkeit bei guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit erfordern. Beispiele umfassen Elektroden für Widerstandsschweißgeräte und Formen zum Formen von Kunststoffen.

Anwendungen für Beryllium-Kupfer können in vier Gruppen eingeteilt werden, basierend auf den einzigartigen Qualitäten, die jeder benötigt:

Federn, Membranen und druckempfindliche Instrumente (Elastizität und Festigkeit)

Formen zum Tiefziehen und Schmieden von Metallen und Formteilen Kunststoffe (hohe Festigkeit und Härte)

Widerstandsschweißelektroden (Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit)

Funkenfreie Werkzeuge (Funken, Festigkeit und Härte)

• Während die meisten Legierungen etwa 2 Prozent Beryllium enthalten kann je nach Anwendung zwischen 1,5 und 3,0 Prozent liegen. Druckempfindliche Anwendungen, einschließlich Federn, verwenden im Allgemeinen eine geringere Menge an Beryllium, das selbst spröde ist. Während Werkzeuge, die eine größere Härte erfordern, eine Menge an Beryllium am oberen Ende dieses Spektrums enthalten.
• Kobalt und Nickel sind in solchen Legierungen regelmäßig in sehr geringen Mengen enthalten, um das Ansprechen auf die Wärmebehandlung zu verbessern.
• Niedrige Berylliumlegierungen enthalten viel weniger Beryllium (weniger als 1 Prozent) und mehr Kobalt (2 bis 3 Prozent).Während diese Legierungen eine geringere Festigkeit und Härte aufweisen, weisen sie eine viel höhere Leitfähigkeit auf. Neuere, proprietäre Legierungen wurden auch mit Zusammensetzungen entwickelt, die zwischen reguläre und niedrige Beryllium-Kupferlegierungen fallen.
• Alle handelsüblichen Berylliumkupferqualitäten sind

ausscheidungshärtende Legierungen

Das heißt, sie können durch Abschrecken erweicht und durch Erwärmen auf eine moderate Temperatur gehärtet werden.

Sowohl in normalen als auch in Salzwasserumgebungen ist die Korrosionsbeständigkeit von Berylliumkupfer der von reinem Kupfer sehr ähnlich. Während Anwendungen für das Metall (z. B. in Federn und druckempfindlichen Anwendungen) am häufigsten in Konkurrenz zu Stahl stehen, bietet dies einen erheblichen komparativen Vorteil. Während Beryllium-Kupfer von Schwefel und Verbindungen des Elements angegriffen wird, kann es den meisten organischen Flüssigkeiten, einschließlich Erdölprodukten, raffinierten Ölen und industriellen Lösungsmitteln, sicher ausgesetzt werden. Beryllium-Kupfer-Legierungen bilden wie Kupfer auf ihrer Oberfläche eine schützende Oxidschicht, die Oxidation und Alterung entgegenwirkt.

Quellen

Berylliumkupfer. Kupferentwicklungsverband. CDA-Veröffentlichung Nr.

54, 1962

URL: www. Kupferinfo. co. Bau

Bauccio, Michael (Hrsg.).

ASM Metals Referenzbuch, dritte Auflage

. Materials Park, Ohio: ASM International. p. 445.